混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，包括電能儲能裝置、直流母線、三相電動機(jī)、三相發(fā)電機(jī)、兩個二橋臂變流器和公共橋臂，公共橋臂連接在直流母線正極端子和負(fù)極端子之間，三相電動機(jī)的其中兩相繞組端口分別連接在其中一個二橋臂變流器的兩個橋臂的節(jié)點(diǎn)上，三相發(fā)電機(jī)的其中兩相繞組端口分別連接在另一個二橋臂變流器的兩個橋臂的節(jié)點(diǎn)上，三相電動機(jī)的另一相繞組端口和三相發(fā)電機(jī)的另一相繞組端口連接，并通過公共橋臂與直流母線相連。本發(fā)明的混合動力汽車電路拓?fù)淠軌蛱岣唠姎怛?qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，降低散熱需求，同時減少驅(qū)動系統(tǒng)器件數(shù)量。
【專利說明】混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動電路領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著世界各國對汽車排放的控制和日益關(guān)注，清潔、環(huán)保、節(jié)能的電動汽車 已經(jīng)成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)?；旌蟿恿ζ嚕℉EV)技術(shù)經(jīng)過近20年的發(fā)展，已經(jīng)逐 步成為一種相對成熟的技術(shù)。在混合動力汽車系統(tǒng)中，汽車驅(qū)動系統(tǒng)被分為了內(nèi)燃機(jī)發(fā)電 和電動機(jī)驅(qū)動兩大部分，這兩部分裝置不僅需要類似行星齒輪箱的機(jī)械傳動連接，更重要 的是這兩部分裝置的發(fā)電與驅(qū)動電路還需要與電池儲能設(shè)備協(xié)同合作，相互聯(lián)系地提高混 合動力汽車的燃油效率和電池能量使用效率，于是如何把發(fā)電機(jī)、電動機(jī)以及電池組可靠、 合理、高效的連接在一起，就成為了混合動力汽車領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003] 美國專利公開說明書US7164253B2公開了一種電動機(jī)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)，直流電池和 變壓器相連接，在變壓器的輸出端，即在電源線和地線之間設(shè)有一電容器和兩個三橋臂變 流器，三橋臂變流器中各橋臂的中點(diǎn)與電動機(jī)的三相繞組的各相端連接。使控制部輸出從 這兩電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)輸出算出的兩個三橋臂變流器輸入目標(biāo)電壓中較高的電壓。通過 選擇兩個三橋臂變流器中輸入目標(biāo)電壓中較高的電壓來提高整個效率。當(dāng)算出的三橋臂變 流器輸入目標(biāo)電壓超過一規(guī)定的上限值時，控制部最好把輸入目標(biāo)電壓設(shè)為該上限值。可 減小最大電流量，因此可使得三橋臂變流器和電動機(jī)小型化，并降低其成本。但是該專利并 未公開電池組、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)相互聯(lián)系且高效的工作來提高驅(qū)動電機(jī)整體的工作效率。 而在混合動力汽車中，除了電池組和電動機(jī)外，還需要與發(fā)電機(jī)相互配合的工作。即需要發(fā) 電機(jī)輸出的電能能夠高效的提供給電動機(jī)工作，同時還需要發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和電池組三者 相互配合使得整個電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)高效工作。因此如何減少發(fā)動機(jī)和電動機(jī)之間的功率變換 以提高系統(tǒng)效率，并減少散熱成為混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路目前亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，這種混合動力 汽車電機(jī)驅(qū)動電路能夠?qū)㈦姵亟M、電動機(jī)和發(fā)電機(jī)高效的連接在一起，提高混合動力汽車 的燃油效率和電池使用效率，同時減少驅(qū)動系統(tǒng)器件數(shù)量。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，包括：
[0006] 電能儲能裝置；
[0007] 直流母線，所述直流母線具有正極端子和負(fù)極端子；
[0008] 三相電動機(jī)；
[0009] 三相發(fā)電機(jī)；
[0010] 兩個二橋臂變流器，其中一個二橋臂變流器包括并聯(lián)在所述直流母線正極端子和 負(fù)極端子之間的第一橋臂和第二橋臂，其中另一個二橋臂變流器包括并聯(lián)在所述直流母線 正極端子和負(fù)極端子之間的第三橋臂和第四橋臂，每個所述橋臂包括串聯(lián)的兩個開關(guān)器 件，所述兩個開關(guān)器件之間具有節(jié)點(diǎn)；
[0011] 公共橋臂，所述公共橋臂連接在所述直流母線正極端子和負(fù)極端子之間，用于給 所述三相電動機(jī)和三相發(fā)電機(jī)提供電流回路；
[0012] 三相電動機(jī)的其中兩相繞組端口分別連接在其中一個二橋臂變流器的兩個橋臂 的節(jié)點(diǎn)上，三相發(fā)電機(jī)的其中兩相繞組端口分別連接在另一個二橋臂變流器的兩個橋臂的 節(jié)點(diǎn)上，所述三相電動機(jī)的另一相繞組端口和所述三相發(fā)電機(jī)的另一相繞組端口連接，并 通過所述公共橋臂與所述直流母線的正極端子和負(fù)極端子相連。
[0013] 本發(fā)明采用兩個二橋臂變流器可以同時控制三相發(fā)電機(jī)和三相電動機(jī)，使得三相 發(fā)電機(jī)發(fā)出的能量可以直接提供給與三相發(fā)電機(jī)另一相繞組相連接的三相電動機(jī)使用。無 需經(jīng)過變流裝置，可以提高電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的效率。同時采用兩個二橋臂變流器能夠減少元 器件的數(shù)量，降低了成本和系統(tǒng)散熱。
[0014] 優(yōu)選的，還包括雙向DC/DC變流器和儲能單元，雙向DC/DC變流器包括第一輸入/ 輸出端口和第二輸入/輸出端口，所述第一輸入/輸出端口與所述電能儲能裝置的正負(fù)極 相連，所述第二輸入/輸出端口與所述直流母線相連；儲能單元的兩個端口與直流母線連 接。雙向DC/DC變流器和儲能單元可以穩(wěn)定直流母線上的電壓，同時能夠控制電能儲能裝 置的充電和放電。
[0015] 優(yōu)選的，所述公共橋臂為串聯(lián)的兩組電容，所述三相電動機(jī)的另一相繞組端口和 所述三相發(fā)電機(jī)的另一相繞組端口同時連接在所述兩組電容的節(jié)點(diǎn)上。串聯(lián)的兩組電容能 夠給三相發(fā)電機(jī)和三相電動機(jī)直接相連的另一相提供電流回路
[0016] 優(yōu)選的，所述公共橋臂為包括兩個開關(guān)器件串聯(lián)形成的第五橋臂，所述兩個開關(guān) 器件之間具有節(jié)點(diǎn)，所述三相電動機(jī)的另一相繞組端口和所述三相發(fā)電機(jī)的另一相繞組端 口同時連接在所述第五橋臂的節(jié)點(diǎn)上。第五橋臂作為三相電動機(jī)和三相發(fā)電機(jī)共同連接的 一個橋臂，能夠作為三相電動機(jī)和三相發(fā)電機(jī)共同的電流回路，其中第五橋臂上的電流為 三相發(fā)電機(jī)和三相電動機(jī)相連的一相繞組中的電流的矢量和。
[0017] 優(yōu)選的，所述第五橋臂中的兩個開關(guān)器件的耐受電流是所述第一橋臂、第二橋臂、 第三橋臂或第四橋臂中的開關(guān)器件的耐受電流的2倍。第五橋臂上的開關(guān)器件的導(dǎo)電容 量是其他四個橋臂上的導(dǎo)電容量的2倍，能夠安全有效的防止第五橋臂上的開關(guān)器件被擊 穿。
[0018] 優(yōu)選的，所述開關(guān)器件為絕緣柵雙極型晶體管或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管，且所述開關(guān)器件具有反向并聯(lián)的寄生二極管。
[0019] 優(yōu)選的，所述儲能單元為儲能電容。儲能電容用于儲存電能儲能裝置輸出電能、三 相發(fā)電機(jī)輸出電能以及三相電動機(jī)制動下輸出電能。
[0020] 優(yōu)選的，電機(jī)驅(qū)動電路還包括濾波電容，所述濾波電容與所述電池組的正負(fù)極相 連。在雙向DC/DC變流器給電池組充電過程中，濾波電容過濾高頻交流成分，有效的保護(hù)電 池組并提商電池組的壽命。
[0021] 優(yōu)選的，所述電能儲能裝置為電池組。例如可以是各種型號的鋰離子電池、鉛蓄電 池或鐵鋰電池，還可以是超級電容。用于給三相電動機(jī)或汽車上的其他用電裝置提供電能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0023] 圖1是本發(fā)明一個較佳實(shí)施方式的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024] 圖2是圖1所示的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路的一個實(shí)施方式的電路圖；
[0025] 圖3是一個四橋臂變流器的控制裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；
[0026] 圖4是圖1所示的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路的另一個實(shí)施方式的電路圖。
[0027] 主要元器件符號說明
[0028] 1雙向DC/DC變流器
[0029] 2五橋臂變流器
[0030] 3三相電動機(jī)
[0031] 4三相發(fā)電機(jī)
[0032] 5雙向DC/DC變流器的第一輸入/輸出端口
[0033] 6雙向DC/DC變流器的第二輸入/輸出端口
[0034] 7直流母線正極端子
[0035] 8直流母線負(fù)極端子
[0036] 9四橋臂變流器
[0037] 91、92二橋臂變流器
[0038] 10、11公共橋臂
[0039] 101能量管理控制器
[0040] 102驅(qū)動電流計(jì)算器
[0041] 103、104 減法器
[0042] 105、106 電流控制器
[0043] 107二橋臂電動機(jī)驅(qū)動PWM模塊
[0044] 108二橋臂發(fā)電機(jī)驅(qū)動PWM模塊
[0045] B 電池組
[0046] C1、C2、C3、C4 電容
[0047] Q1、Q2絕緣柵雙極型晶體管
[0048] D1、D2寄生二極管
[0049] S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10 開關(guān)器件

【具體實(shí)施方式】
[0050] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā) 明的【具體實(shí)施方式】。
[0051] 圖1是本發(fā)明一個較佳實(shí)施方式的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 1所示，混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路包括電池組B、電容C4、雙向DC/DC變流器1、電容C3、由 兩個二橋臂變流器91和92 (參見圖2)構(gòu)成的四橋臂變流器9、三相電動機(jī)3和三相發(fā)電 機(jī)4。電容C4連接在電池組B的正負(fù)極兩端，能夠起到濾波作用。雙向DC/DC變流器1具 有第一輸入/輸出端口 5和第二輸入/輸出端口 6,雙向DC/DC變流器1的第一輸入/輸出 端口 5與電池組B的正負(fù)極連接，雙向DC/DC變流器1的第二輸入/輸出端口 6連接在直 流母線的正極端子7和負(fù)極端子8上，在直流母線的正極端子7和負(fù)極端子8之間連接有 電容C3,且四橋臂變流器9連接在直流母線的正極端子7和負(fù)極端子8之間，三相電動機(jī)3 和三相發(fā)電機(jī)4分別連接在四橋臂變流器9中各橋臂(參見圖2和圖4)的節(jié)點(diǎn)上。
[0052] 在圖1所示的電機(jī)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)中，雙向DC/DC變流器1與電池組B的正負(fù)極直 接連接，同時電容C3連接在直流母線的正極端子7和負(fù)極端子8之間，可以在升高電池電 壓的同時，保證直流母線的正極端子7和負(fù)極端子8之間的電壓恒定，用于穩(wěn)定地提供給三 相電動機(jī)3所需的電壓。
[0053] 除此之外，雙向DC/DC變流器1還能夠控制電池組B的充放電過程，當(dāng)三相發(fā)電機(jī) 4不發(fā)電時，可以控制電池組B放電，經(jīng)過DC/DC變換和DC/AC變換給三相電動機(jī)3供電從 而帶動三相電動機(jī)3運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)三相發(fā)電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電時，如果三相發(fā)電機(jī)4發(fā)出的電能大于 三相電動機(jī)3所需的電能，四橋臂變流器9經(jīng)過AC/DC變換將電能儲存在電容C3上，雙向 DC/DC變流器1再經(jīng)過DC/DC變換將三相發(fā)電機(jī)4多余的電能儲存在電池組B中，電池組B 可以是各種型號和數(shù)目的可充電電池，例如可以是鋰離子電池，鉛蓄電池、鐵鋰電池。還可 以是其他電能儲能裝置，例如超級電容。當(dāng)三相電動機(jī)3制動時，經(jīng)過AC/DC變換和DC/DC 變換還可以將三相電動機(jī)3制動產(chǎn)生的電能儲存在電池組B中。
[0054] 在電池組B充放電的過程中，電容C3起到儲能和解耦的作用。在實(shí)際的實(shí)施過程 中，當(dāng)電池組B放電時，雙向DC/DC變流器1通過DC/DC變換將電池組B的電能儲存在電容 C3上，并且使得電容C3與直流母線的正極端子7連接的上極板帶正電荷，與直流母線的負(fù) 極端子8連接的下極板帶負(fù)電荷。另外，當(dāng)三相發(fā)電機(jī)4發(fā)出的電能大于三相電動機(jī)3所 需的電能或三相電動機(jī)3制動產(chǎn)生電能時，通過四橋臂變流器9實(shí)現(xiàn)AC/DC變換將三相發(fā) 電機(jī)輸出電能或三相電動機(jī)制動產(chǎn)生的電能儲存在電容C3上。
[0055] 在電池組B的充電過程中，雙向DC/DC變流器1的第二輸入/輸出端口 6與電容 C3相連接，通過DC/DC變換，將電容C3儲存的電能轉(zhuǎn)換到電池組B中，由于電容C4與電池 組B的正負(fù)極相連接，因此可以起到濾波作用，能夠有效地過濾高頻交流成分，從而減小充 電過程中對電池組B的損害。同時電容C4也可以過濾電池組B中的高頻交流成分。
[0056] 圖2是圖1所示的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路的一個實(shí)施方式的電路圖。電池組 B、電容C4以及雙向DC/DC變流器1為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)特征，圖中并未示出。如圖 2所示，二橋臂變流器91和二橋臂變流器92并聯(lián)在直線母線的正極端子7和負(fù)極端子8之 間。二橋臂變流器91具有兩個橋臂，二橋臂變流器92具有兩個橋臂，二橋臂變流器91和 二橋臂變流器92構(gòu)成一個四橋臂變流器9,四橋臂變流器9從左到右依次有第一橋臂、第二 橋臂、第三橋臂和第四橋臂，其中每個橋臂上具有串聯(lián)的兩個開關(guān)器件。在本發(fā)明中開關(guān)器 件優(yōu)選絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)。可替代地，開關(guān)器件還可以是金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管（M0SFET)。且每個開關(guān)器件都具有一個反向并聯(lián)的寄生二極管。例如在圖2所示 的最左側(cè)的第一個橋臂上，絕緣柵雙極型晶體管Q1與寄生二極管D1反向并聯(lián)，即絕緣柵雙 極型晶體管Q1的集電極與寄生二極管D1的負(fù)極連接并且同時與直流母線的正極端子7連 接，絕緣柵雙極型晶體管Q1的發(fā)射極與寄生二極管D1的正極連接。絕緣柵雙極型晶體管 Q2的集電極與寄生二極管D2的負(fù)極連接，絕緣柵雙極型晶體管Q2的發(fā)射極與寄生二極管 D2的正極連接并且同時與直流母線的負(fù)極端子8連接。絕緣柵雙極型晶體管Q1與寄生二 極管D1構(gòu)成開關(guān)器件S1，絕緣柵雙極型晶體管Q2與寄生二極管D2構(gòu)成開關(guān)器件S2。開 關(guān)器件S1和S2串聯(lián)并使得絕緣柵雙極型晶體管Q1的發(fā)射極、寄生二極管D1的正極、絕緣 柵雙極型晶體管Q2的集電極和寄生二極管D2的負(fù)極連接。開關(guān)器件S1和S2相連接處即 為第一橋臂的節(jié)點(diǎn)。四橋臂變流器9的其它三個橋臂中元器件的組成和結(jié)構(gòu)與第一橋臂相 同，此處不再贅述。
[0057] 公共橋臂10為兩個串聯(lián)的電容C1和C2,電容C1和C2串聯(lián)后連接在直流母線的 正極端子7和負(fù)極端子8之間，用于給三相電動機(jī)和三相發(fā)電機(jī)提供電流回路?？蛇x的，公 共橋臂10可以是兩組電容串聯(lián)后連接在直流母線的正極端子7和負(fù)極端子8之間，每組電 容可以是多個電容的串并聯(lián)組合形式。
[0058] 三相電動機(jī)3具有三相繞組，并且為星形連接，其中兩相繞組端口分別連接在第 一個橋臂的節(jié)點(diǎn)和第二橋臂的節(jié)點(diǎn)上，為了敘述方便，在此我們定義與第一橋臂的節(jié)點(diǎn)連 接的是三相電動機(jī)3的A相，與第二橋臂的節(jié)點(diǎn)連接的是三相電動機(jī)3的B相，三相電動機(jī) 3的C相連接在電容C1和C2的節(jié)點(diǎn)上，從而與三相電動機(jī)3的其他兩相繞組形成電流回 路。三相發(fā)電機(jī)4具有三相繞組，并且為星形連接，其中兩相繞組端口 U相和V相分別連接 在第三橋臂的節(jié)點(diǎn)和第四橋臂的節(jié)點(diǎn)上，即與第三橋臂的節(jié)點(diǎn)連接的是三相發(fā)電機(jī)4的U 相，與第四橋臂的節(jié)點(diǎn)連接的是三相發(fā)電機(jī)4的V相，且三相電動機(jī)3的C相和三相發(fā)電機(jī) 4的W相相連并同時連接在電容C1和C2的節(jié)點(diǎn)上。
[0059] 三相電動機(jī)3和三相發(fā)電機(jī)4都是采用星形連接的三相驅(qū)動系統(tǒng)，由于電機(jī)的對 稱特性，根據(jù)結(jié)點(diǎn)理論，當(dāng)電機(jī)的其中兩相電流得到控制和確定時，第三相電流與其中兩相 的電流的矢量和相反，因此在本實(shí)施方式中，只需要控制三相電動機(jī)3的A相和B相，以及 三相發(fā)電機(jī)4的U相和V相的電流，并給相互連接的C相和W相提供一條電流回路即可利 用兩個二橋臂同時實(shí)現(xiàn)對三相電動機(jī)3和三相發(fā)電機(jī)4的控制。
[0060] 圖3是一個四橋臂變流器的控制裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。三相電動機(jī)3轉(zhuǎn)矩前指令值 輸入給能量管理控制器101，能量管理控制器101將得到的三相電動機(jī)3的轉(zhuǎn)矩指令值和三 相發(fā)電機(jī)4的轉(zhuǎn)矩指令值輸入給驅(qū)動電流計(jì)算器102，同時驅(qū)動電流計(jì)算器102接收三相電 動機(jī)3的角位置和角速度以及三相發(fā)電機(jī)4的角位置和角速度，驅(qū)動電流計(jì)算器102根據(jù) 這些輸入信號輸出三相電動機(jī)3的A相和B相電流指令值，以及輸出三相發(fā)電機(jī)4的U相 和V相電流指令值，并分別將輸出三相電動機(jī)3的A相和B相電流指令值傳給減法器103， 將三相發(fā)電機(jī)4的U相和V相電流指令值傳給減法器104。其中，減法器103同時接收三相 電動機(jī)3的A相和B相電流實(shí)際值，將三相電動機(jī)3的A相和B相電流的指令值和實(shí)際值 做減法運(yùn)算后輸出給電流控制器105,電流控制器105可以通過查表控制、滯環(huán)控制或矢量 控制算法產(chǎn)生控制信號，并將控制信號輸出給二橋臂電動機(jī)驅(qū)動PWM模塊107,二橋臂電動 機(jī)驅(qū)動PWM模塊107用于控制開關(guān)器件SI、S2、S3和S4使其處于導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，從而控 制三相電動機(jī)3的A相和B相電流。同理，電流控制器106也可以通過查表控制、滯環(huán)控制 或矢量控制算法產(chǎn)生控制信號，并將控制信號輸出給二橋臂電動機(jī)驅(qū)動PWM模塊108,用于 控制開關(guān)器件S5、S6、S7和S8,使其處于導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，從而控制三相發(fā)電機(jī)4的U相和 V相電流。由于三相電動機(jī)或三相發(fā)電機(jī)中的三相的電流矢量和為零，因此當(dāng)三相電動機(jī)3 的A相和B相電流得到控制時，三相電動機(jī)3的C相電流也得到控制。同理當(dāng)三相發(fā)電機(jī) 4的U相和V相電流得到控制時，W相電流也得到控制。
[0061] 圖4是圖1所示的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路的另一個實(shí)施方式的電路圖。其與 圖2所示基本相同，區(qū)別在于，公共橋臂11為兩個串聯(lián)的開關(guān)器件S9和開關(guān)器件S10。開 關(guān)器件S9和開關(guān)器件S10串聯(lián)后并聯(lián)在直流母線的正極端子7和負(fù)極端子8之間。其中公 共橋臂11和四橋臂變流器9構(gòu)成一個五橋臂變流器2,開關(guān)器件S9和S10構(gòu)成第五橋臂。 其中每個橋臂上的開關(guān)器件的數(shù)目和連接方式和圖2所示一樣，在此不再贅述。公共橋臂 11上串聯(lián)的兩個開關(guān)器件S9和S10的耐受電流是其他開關(guān)器件S1至S8中任意一個耐受 電流的2倍，從而使得開關(guān)器件S9和S10的導(dǎo)電容量是其他開關(guān)器件的導(dǎo)電容量的2倍。 在其他的實(shí)施例中，開關(guān)器件S9和S10可以和其他開關(guān)器件S1至S8完全相同，即具有相 同的導(dǎo)電容量。此處公共橋臂11構(gòu)成的第五橋臂即為三相發(fā)電機(jī)4的W相和三相電動機(jī) 3的C相繞組共同連接的橋臂。當(dāng)三相電動機(jī)3制動時，三相電動機(jī)3產(chǎn)生的電能會通過 開關(guān)器件SI、S2、S3、S4、S9和S10的導(dǎo)通或截止儲存在電容C3上，如果此時三相發(fā)電機(jī)4 同樣處于發(fā)電狀態(tài)，那么三相發(fā)電機(jī)4產(chǎn)生的電能也會通過開關(guān)器件S5、S6、S7、S8、S9和 S10的導(dǎo)通或截止儲存在電容C3上，此時三相發(fā)電機(jī)4輸出的電能和三相電動機(jī)3制動產(chǎn) 生的電能可能同時經(jīng)過開關(guān)器件S9和S10儲存在電容C3上，因此使得開關(guān)器件S9和S10 的耐受電流增加1倍能夠在三相電動機(jī)3與三相發(fā)電機(jī)4同時運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)時，防止開 關(guān)器件S9和S10由于電流過載而損壞。圖4所示的電機(jī)驅(qū)動電路的工作模式和圖2所述 基本一致。在此不做具體描述。
[0062] 本發(fā)明通過采用兩個二橋臂變流器和一個公共橋臂實(shí)現(xiàn)了交流電和直流電的相 互變換，并且能夠同時控制三相發(fā)電機(jī)和三相電動機(jī)。在不考慮電池組儲存電能的情況下， 其中三相電中的兩相需要經(jīng)過兩次功率變換，即其中兩相需要經(jīng)過AC/DC和DC/AC變換。而 三相發(fā)電機(jī)和三相電動機(jī)連接在公共橋臂上的另外一相，三相發(fā)電機(jī)輸出的電能可以直接 被三相電動機(jī)使用。無需經(jīng)過AC/DC和DC/AC變換。因此提高了系統(tǒng)的整機(jī)效率。另外， 兩個二橋臂變流器中元器件數(shù)目比兩個三橋臂變流器中的元器件數(shù)目減少，能夠有效的降 低電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的散熱和成本，并能夠減小電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的體積。
[0063] 應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實(shí)施例描述的，但并非每個實(shí)施例僅包含一 個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說 明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 理解的其他實(shí)施方式。
[0064] 以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合， 均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，該驅(qū)動電路包括： 電能儲能裝置（B); 直流母線，所述直流母線具有正極端子（7)和負(fù)極端子（8); 三相電動機(jī)（3); 三相發(fā)電機(jī)（4); 兩個二橋臂變流器（91，92)，其中一個二橋臂變流器包括并聯(lián)在所述直流母線正極端 子（7)和負(fù)極端子（8)之間的第一橋臂和第二橋臂，其中另一個二橋臂變流器包括并聯(lián)在 所述直流母線正極端子（7)和負(fù)極端子（8)之間的第三橋臂和第四橋臂，每個所述橋臂包 括串聯(lián)的兩個開關(guān)器件（Sl，S2 ;S3, S4 ;S5, S6 ;S7, S8)，所述兩個開關(guān)器件之間具有節(jié)點(diǎn)； 公共橋臂（10; 11 )，所述公共橋臂（10; 11)連接在所述直流母線正極端子（7)和負(fù)極端 子（8)之間，用于給所述三相電動機(jī)（3)和三相發(fā)電機(jī)（4)提供電流回路； 所述三相電動機(jī)（3)的其中兩相繞組端口分別連接在其中一個二橋臂變流器的兩個 橋臂的節(jié)點(diǎn)上，所述三相發(fā)電機(jī)（4)的其中兩相繞組端口分別連接在另一個二橋臂變流器 (9)的兩個橋臂的節(jié)點(diǎn)上，所述三相電動機(jī)（3)的另一相繞組端口和所述三相發(fā)電機(jī)（4)的 另一相繞組端口連接，并通過所述公共橋臂（10; 11)與所述直流母線的正極端子（7)和負(fù) 極端子（8)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其中所述混合動力汽車電機(jī)驅(qū) 動電路還包括： 雙向DC/DC變流器（1)，其包括第一輸入/輸出端口（ 5 )和第二輸入/輸出端口（ 6 )，所 述第一輸入/輸出端口（5)與所述電能儲能裝置（B)的正負(fù)極相連，所述第二輸入/輸出端 口（6)與所述直流母線相連； 儲能單元（C3 )，所述儲能單元（C3 )的兩個端口與所述直流母線連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其中所述公共橋臂（10)為 串聯(lián)的兩組電容（Cl，C2)，所述三相電動機(jī)（3)的另一相繞組端口和所述三相發(fā)電機(jī)（4)的 另一相繞組端口同時連接在所述兩組電容（Cl，C2)的節(jié)點(diǎn)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，所述公共橋臂 (11)為包括兩個開關(guān)器件（S9，S10)串聯(lián)形成的第五橋臂，所述兩個開關(guān)器件（S9，S10)之 間具有節(jié)點(diǎn)，所述三相電動機(jī)（3)的另一相繞組端口和所述三相發(fā)電機(jī)（4)的另一相繞組 端口同時連接在所述第五橋臂的節(jié)點(diǎn)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，所述第五橋臂中 的兩個開關(guān)器件（S9, S10)的耐受電流是所述第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂或第四橋臂中 的開關(guān)器件（Sl，S2 ;S3, S4 ;S5, S6 ;S7, S8)的耐受電流的2倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，所述開關(guān)器件為 絕緣柵雙極型晶體管或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，且所述開關(guān)器件具有反向并聯(lián)的 寄生二極管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，所述儲能單元為 儲能電容（C3)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，還包括濾波電容 (C4)，所述濾波電容（C4)與所述電能儲能裝置（B)的正負(fù)極相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力汽車電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，所述電能儲能 裝置為電池組（B)。
【文檔編號】B60L15/02GK104118331SQ201310156466
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】馬琳, 李晶, 廖華 申請人:西門子公司